Кинетическое и термодинамическое исследование физико-химических процессов
Курсовой проект - Педагогика
Другие курсовые по предмету Педагогика
Курсовая работа на тему:
Кинетическое и термодинамическое исследование физико-химических процессов.
Содержание:
Введение…………………………………………………………….……3
- Кинетические методы анализа………………………………………4
1.1. Методы измерения скорости реакции……………………………..6
- Термодинамический вывод диаграммы состояния………………..11
Список литературы……………………………………………………...15
Введение
Сущность физико-химических методов анализа заключается в том, что на основании измерения величины, характеризующей какое-нибудь свойство раствора, определяют концентрацию в нем исследуемого компонента. Исследованию могут быть подвергнуты не только жидкие, но и твердые растворы (например, металлические сплавы) или газовые смеси. Обычно между количественной характеристикой исследуемого свойства и концентрацией анализируемого вещества существует определенная количественная зависимость, которая может быть выражена при помощи так называемого уравнения связи. В большинстве случаев уравнение связи имеет простую форму:
P=?C
где Рколичественная характеристика исследуемого свойства;
?постоянная (коэффициент пропорциональности);
С концентрация.
Уравнениями такого типа выражается, например, зависимость оптической плотности от концентрации окрашенного вещества (закон БугераЛамбертаБера), силы диффузионного тока от концентрации электролита (уравнение Ильковича), электропроводности от концентрации и т. д.
Лишь в сравнительно редких случаях уравнение связи имеет другую форму. Так, например, величина электродвижущей силы концентрационного элемента находится в линейной зависимости от логарифма концентрации исследуемого иона.
Чувствительность данного физико-химического метода определяется возможностью измерения минимальных значений величины Р и величиной коэффициента пропорциональности ?.
Скорость химической реакции зависит от ряда факторов, в том числе от концентрации реагирующих веществ (в частном случае от концентрации катализаторов). Эта зависимость может быть использована в аналитических целях.
1. Кинетические методы анализа
Методы анализа, основанные на измерении скорости реакции и использовании ее величины для определения концентрации, объединяются под общим названием кинетических методов анализа. В литературе можно найти описание различных вариантов кинетических методов анализа, которые в зависимости от типа используемых реакций или способа измерения различных кинетических характеристик называются каталиметрическими, хронометрическими, темпометрическими и др.
Кинетические методы анализа могут применяться как для определения сравнительно больших концентраций, так и для определения очень малых концентраций различных веществ.
В первом случае, как правило, используют обычные реакции, во втором каталитические. Использование некаталитических реакций и определение средних концентраций при помощи кинетических методов представляет интерес преимущественно для органической химии. Каталитические реакции особенно важны для определения очень малых концентрации различных ионов в неорганическом анализе, так как они характеризуются исключительно высокой чувствительностью, примерно равной чувствительности активационного анализа и превосходящей чувствительность спектрального и спектрофотометрического методов анализа. Чувствительность последних двух методов почти никогда не превосходит сотых долей микрограмма в миллилитре. При помощи каталитических реакций можно определить тысячные, десятитысячные и даже миллионные доли микрограмма в миллилитре. Например, золото и марганец при помощи каталитических реакций определяют при концентрации их порядка 0,00001 мкг/мл, а кобальт даже при концентрации 0.000001 мкг/мл.
Чувствительность любого физико-химического метода анализа, как видно из уравнения, определяется отношением P/? и, следовательно, зависит от возможностей измерить минимальную количественную характеристику данного свойства (Р) и от величины коэффициента ?. Измерению доступны крайне небольшие скорости реакций, если выбранный для наблюдения отрезок времени достаточно велик, а метод измерения меняющейся концентрации достаточно чувствителен. Величина коэффициента ? при использовании каталитических реакций весьма велика.
Это объясняется тем, что за сравнительно небольшой отрезок времени частица катализатора участвует во многих элементарных актах и, таким образом, одна частица катализатора вызывает появление огромного числа (миллионов, миллиардов) частиц продуктов реакции, открываемых различными способами. В этом отношении можно провести известную аналогию между явлениями, протекающими при каталитических реакциях, и явлениями, наблюдаемыми в камере Вильсона или в газовом счетчике. Во всех рассматриваемых случаях одна частица вызывает превращения (химические изменения, ионизацию) многих частиц. В случае каталитических реакций в отличие от процессов, наблюдаемых в камере Вильсона, число вновь появляющихся в результате действия катализатора частиц неограниченно и зависит только от длительности наблюдения.
Обычно определения при помощи кинетических методов выполняются довольно быстро и сравнительно просто, без применения дорог?/p>